DE202011052295U1

DE202011052295U1 - LED light in particular for rail vehicles, in particular LED light for use as a signal light and / or headlights, as well as optical component for LED signal lights and LED headlights

Info

Publication number: DE202011052295U1
Application number: DE202011052295U
Authority: DE
Original assignee: Pintsch Bamag AG; Pintsch Bamag Antriebs und Verkehrstechnik GmbH
Current assignee: Sbrs De GmbH
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: EP2431252A3; DE102011053805A1; EP2431252B1; ES2744573T3; EP2431252A2

Abstract

LED-Leuchte insbesondere für Schienenfahrzeuge, insbesondere LED-Leuchte zur Verwendung als Signalleuchte und/oder als Scheinwerfer, umfassend: – ein optisches System mit einer Projektionsfunktion und einer Streufunktion und – eine erste Hochleistungs-LED (12) einer ersten Farbe, dadurch gekennzeichnet, daß – ein scheibenförmiges optisches Bauelement (16) mit einer optischen Achse (22) und zwei im wesentlichen zueinander parallelen Seiten (18, 20) vorgesehen ist, – wobei eine Seite (18) des optischen Bauelements (16) mit einer Fresnelschen Linsenstruktur versehen ist, – wobei die andere Seite (20) des optischen Bauelements (16) mit einer Streustruktur versehen ist, – wobei die erste Hochleistungs-LED (12) auf der optischen Achse (22) des optischen Bauelements (16) der Linse angeordnet ist und – wobei wenigstens eine weitere Hochleistungs-LED (12', 12'') der ersten Farbe in einem Abstand derart seitlich neben der ersten Hochleistungs-LED (12) angeordnet ist, daß im Betrieb der genannten Hochleistungs-LEDs (12, 12', 12'') Licht unter...LED light, in particular for rail vehicles, in particular LED light for use as a signal light and / or headlight, comprising: an optical system with a projection function and a scattering function, and a first high-power LED of a first color, characterized in that - a disk-shaped optical component (16) having an optical axis (22) and two substantially mutually parallel sides (18, 20) is provided, - one side (18) of the optical component (16) being provided with a Fresnel lens structure - wherein the other side (20) of the optical component (16) is provided with a scattering structure, - wherein the first high-power LED (12) is arranged on the optical axis (22) of the optical component (16) of the lens, and wherein at least one further high-power LED (12 ', 12' ') of the first color is arranged at a distance in such a way laterally next to the first high-power LED (12) that in Bet rubbed the said high-power LEDs (12, 12 ', 12' ') light under ...

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Leuchtdioden-Leuchte (LED-Leuchte) insbesondere für Schienenfahrzeuge, insbesondere eine Leuchte, die als Spitzenlicht, als Schlußlicht und/oder als Scheinwerfer eingesetzt werden kann. Die Erfindung betrifft auch ein optisches Bauelement für LED-Signalleuchten und LED-Scheinwerfer.The invention relates to a light-emitting diode lamp (LED light), in particular for rail vehicles, in particular a lamp that can be used as a headlight, tail light and / or headlights. The invention also relates to an optical component for LED signal lights and LED headlights.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Auf dem Gebiet der Erfindung sind unterschiedlichste Signalleuchten und Scheinwerfer bekannt. Bei Schienenfahrzeugen haben Signalleuchten in der Regel nicht die Funktion eines Scheinwerfers, dienen also nicht dazu, den Fahrweg zu beleuchten, sondern sollen das Fahrzeug für Dritte leicht wahrnehmbar machen. Dementsprechend müssen Signalleuchten eine möglichst gleichmäßige Ausleuchtung besitzen, wobei üblicherweise Lichtstärken von 600–700 cd gefordert sind. Scheinwerfer für Schienenfahrzeuge besitzen typischerweise Lichtstärken im Bereich von 12.000–16.000 cd.In the field of the invention a variety of signal lights and headlights are known. In rail vehicles signal lights usually do not function as a headlight, so do not serve to illuminate the track, but to make the vehicle easily perceivable for third parties. Accordingly, signal lights must have the most uniform possible illumination, usually light levels of 600-700 cd are required. Track lights for rail vehicles typically have light intensities in the range of 12,000-16,000 cd.

Ein bekannter Typ von Signalleuchten für Schienenfahrzeuge umfaßt eine übliche Glüh- oder Halogenlampe als Leuchtmittel und eine farbige Linse, die gleichzeitig als Farbfilter dient. Spitzenlichter sind meist weiß oder gelb, während Schlußlichter meist rot sind, wobei länderspezifisch auch andere Farben vorgesehen sein können, z. B. blau oder grün. Daneben sind auch Signalleuchten bekannt, die mit farbigen Leuchtmitteln ausgestattet sind und ohne Farbfilter sowohl als Spitzen- als auch als Schlußlicht eingesetzt werden können.A known type of signal lights for rail vehicles comprises a conventional incandescent or halogen lamp as a light source and a colored lens, which also serves as a color filter. Top lights are usually white or yellow, while tail lights are usually red, country-specific other colors can be provided, eg. B. blue or green. In addition, signal lights are also known, which are equipped with colored bulbs and can be used without color filter both as a peak and as a tail light.

Von Signalleuchten für Schienenfahrzeuge wird i. d. R. nicht nur in Fahrtrichtung eine homogene und gut sichtbare Lichtverteilung verlangt, sondern es wird seitens der Kunden zusätzlich gefordert, daß das abgestrahlte Licht, wenn die Signalleuchte als Spitzenlicht benutzt wird, auch aus einem Winkel von 45° quer zur Fahrtrichtung gut sichtbar und homogen verteilt ist. Für den Einsatz als Schlußlicht muß das Licht nur in Fahrtrichtung gesehen von hinten gut sichtbar sein.Signal lights for rail vehicles i. d. R. requires not only in the direction of travel a homogeneous and highly visible light distribution, but it is also required by the customer that the emitted light when the signal light is used as a headlight, also from an angle of 45 ° across the direction of travel well visible and homogeneous is distributed. For use as a tail light, the light must be clearly visible from the rear only in the direction of travel.

Bei Signalleuchten mit klassischen Leuchtmitteln stellen diese Anforderungen kein Problem dar, da diese Leuchtmittel einen breiten Abstrahlwinkel besitzen. Mittlerweile werden jedoch vermehrt LEDs als Leuchtmittel für Signalleuchten eingesetzt. LEDs zeichnen sich bekanntlich durch eine geringere Einbautiefe, niedrigeren Energieverbrauch und eine längere Lebensdauer aus, besitzen aber auch im Vergleich zu anderen Leuchtmitteln einen kleineren Abstrahlwinkel.In signal lights with classic bulbs, these requirements pose no problem, since these bulbs have a wide beam angle. Meanwhile, however, LEDs are increasingly used as a light source for signal lights. As you know, LEDs are characterized by a smaller installation depth, lower energy consumption and a longer service life, but they also have a smaller beam angle compared to other light sources.

Um die Lichtstärke und -verteilung gewöhnlicher Leuchtmittel zu erreichen, werden bei bekannten LED-Signalleuchten sehr viele LEDs eingesetzt (bis zu mehreren hundert bei zweifarbigen Leuchten). Der Abstrahlwinkel der Signalleuchte bleibt aber trotzdem recht schmal und erfüllt nicht ohne weiteres die kundenseitig gestellten Anforderungen an die Lichtverteilung unter einem Winkel von 45° quer zur Fahrtrichtung, so daß mit teilweise aufwendigen optischen Systemen aus Linsen und Streuscheiben gearbeitet wird.In order to achieve the intensity and distribution of light bulbs, known LED signal lights use many LEDs (up to several hundred with two-color lights). The beam angle of the signal light remains but still quite narrow and does not readily meet the customer's demands on the light distribution at an angle of 45 ° transverse to the direction of travel, so that it works with partially complex optical systems of lenses and lenses.

Aus der DE 10 2006 051 542 A1 ist eine LED-Signalleuchte bekannt, bei welcher jeder LED eine eigene Fresnellinse zugeordnet ist. Diese Leuchte besitzt jedoch einen relativ hohen Montageaufwand, da für jede LED eine entsprechende Linse eingebaut und justiert werden muß.From the DE 10 2006 051 542 A1 is an LED signal light known in which each LED is assigned its own Fresnel lens. However, this lamp has a relatively high installation cost, since a corresponding lens must be installed and adjusted for each LED.

Die Verwendung eines zusätzlichen optischen Elements zur Lenkung eines Teils des Lichts in die gewünschte Richtung von 45° zur Fahrtrichtung überwindet die oben genannten Nachteile nur teilweise. Der Einsatz eines zusätzlichen Elements vergrößert die Einbautiefe, was insbesondere bei Schienenfahrzeugen problematisch ist, und erfordert einen hohen Montage- und damit Kostenaufwand.The use of an additional optical element for directing a portion of the light in the desired direction of 45 ° to the direction of travel only partially overcomes the above-mentioned disadvantages. The use of an additional element increases the mounting depth, which is particularly problematic for rail vehicles, and requires a high installation and thus cost.

Ein weiteres Problem bei den bekannten LED-Leuchten ist das oft als ”pixelig” bezeichnete und von Kunden nicht gewünschte Aussehen, bei dem die einzelnen LEDs als Lichtpunkte wahrnehmbar sind. Ein solches Aussehen ergibt sich insbesondere bei sog. Kombileuchten mit vielen LEDs, bei denen die LEDs sowohl in einem Scheinwerferbetrieb als auch – abgedimmt – in einem Signallichtbetrieb betrieben werden können.Another problem with the known LED lights is often referred to as "pixelated" and not desired by customers look, in which the individual LEDs are perceived as points of light. Such an appearance results in particular in so-called. Combi lights with many LEDs, in which the LEDs both in a headlight operation and - dimmed - can be operated in a signal light mode.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine LED-Leuchte, insbesondere eine als Signalleuchte und/oder als Scheinwerfer insbesondere für Schienenfahrzeuge einsetzbare Leuchte anzugeben, die es erlaubt, die kundenseitig gestellten Anforderungen an die Lichtverteilung mit nur wenigen gemeinhin als Hochleistungs-LEDs bezeichneten LEDs zu erfüllen und damit die Anzahl der benötigten LEDs drastisch zu reduzieren, wobei das zur Lichtverteilung genutzte optische System kostengünstig herstellbar und mit geringem Montageaufwand einbaubar sein soll.The invention has for its object to provide an LED light, in particular a deployable as a signal light and / or headlights, especially for rail vehicles lamp, which allows the customer's demands on the light distribution with only a few commonly referred to as high-power LEDs LEDs meet and thus drastically reduce the number of LEDs required, the optical system used for light distribution to be produced inexpensively and with low installation costs.

Die Aufgabe wird von einer LED-Leuchte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Der nebengeordnete Anspruch 13 betrifft ein optisches Bauelement für LED-Signalleuchten und LED-Scheinwerfer, der nebengeordnete Anspruch 15 ein Schienenfahrzeug, das mit wenigstens einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte ausgestattet ist.The object is achieved by an LED lamp with the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims. The independent claim 13 relates to an optical component for LED signal lights and LED headlights, the independent claim 15 a rail vehicle, which is equipped with at least one LED lamp according to the invention.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nichtbeschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following purely exemplary and non-limiting description of an embodiment in conjunction with the drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt stark schematisiert auf einer Platine angeordnete Hochleistungs-LEDs und ein erfindungsgemäßes optisches Bauelement. 1 shows highly schematically arranged on a circuit board high-power LEDs and an optical component according to the invention.

2 zeigt ein mögliches Anordnungsschema der LEDs einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte. 2 shows a possible arrangement diagram of the LEDs of an LED lamp according to the invention.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS

In der 1 sind stark schematisiert wichtige Elemente einer erfindungsgemäßen LED-Leuchte gezeigt, nämlich die auf einer gemeinsamen Platine 10 angeordneten Hochleistungs-LEDs 12, 12' und 12'' einer ersten Farbe, insbesondere weiß, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel zwei weitere Hochleistungs-LEDs 14 und 14' einer weiteren Farbe, z. B. rot, auf der Platine 10 vorgesehen sind.In the 1 are shown very schematically important elements of an LED lamp according to the invention, namely on a common board 10 arranged high-power LEDs 12 . 12 ' and 12 '' a first color, in particular white, wherein in this embodiment, two more high-power LEDs 14 and 14 ' another color, z. B. red, on the board 10 are provided.

Ein im wesentlichen flaches, scheibenförmiges optisches Bauelement 16 ist in der Zeichnung oberhalb der Platine 10 angeordnet. Das optische Bauelement 16 besitzt zwei im wesentlichen zueinander parallele Seiten 18 und 20 sowie eine durch die strichpunktierte Linie 22 angedeutete optische Achse.A substantially flat, disc-shaped optical component 16 is in the drawing above the board 10 arranged. The optical component 16 has two substantially mutually parallel sides 18 and 20 as well as one by the dotted line 22 indicated optical axis.

Nicht gezeigt sind an sich bekannte Bauteile einer LED-Leuchte, wie z. B. eine entsprechende Abschlußscheibe, die zusammen mit entsprechenden Dichtungen und, je nach Einbausituation, gegebenenfalls notwendigen weiteren Gehäuseteilen, die Leuchte im montierten Zustand z. B. an einem Schienenfahrzeug nach außen abschließt.Not shown are known per se components of an LED light, such. B. a corresponding lens, which together with appropriate seals and, depending on the installation situation, if necessary, further housing parts, the lamp in the assembled state z. B. on a rail vehicle to the outside.

Die LEDs 12, 12', 12'' bilden einen LED-Strang und können sowohl in Reihe als auch parallel geschaltet sein. Bei den hier benutzten LEDs handelt es sich um sogenannte Hochleistungs-LEDs. Hochleistungs-LEDs unterscheiden sich von gewöhnlichen LEDs dadurch, daß sie mit höheren Strömen (höher als 20 mA) betrieben werden können und somit Licht mit einer höheren Lichtstärke als gewöhnliche LEDs abstrahlen können.The LEDs 12 . 12 ' . 12 '' form an LED string and can be connected in series as well as in parallel. The LEDs used here are so-called high-power LEDs. High-power LEDs differ from ordinary LEDs in that they can operate at higher currents (higher than 20 mA) and can therefore emit light with a higher light output than ordinary LEDs.

Nicht gezeigt sind optional vorgesehene Breakoverthyristoren, die parallel zu jeder Hochleistungs-LED geschaltet sein können und dann beim Ausfall einer der LEDs den Strom übernehmen.Not shown are optionally provided breakoverthyristors, which can be connected in parallel to each high-power LED and then take over the power in case of failure of one of the LEDs.

Die Hauptabstrahlrichtungen der drei Hochleistungs-LEDs 12, 12' und 12'' verlaufen im wesentlichen parallel zur optischen Achse 22 des optischen Bauelements 16, wobei die erste Hochleistungs-LED 12 auf der optischen Achse 22 angeordnet ist. Die beiden anderen Hochleistungs-LEDs 12', 12'' sind derart seitlich neben der auf der optischen Achse 22 angeordneten ersten Hochleistungs-LED 12 angeordnet, daß Licht unter einem Winkel von etwa 45° zur optischen Achse mit einer Lichtstärke abgestrahlt wird, die etwa 3–10%, vorzugsweise etwa 5–7% der Lichtstärke des in Richtung der optischen Achse 22 abgestrahlten Lichts beträgt, wobei im bestimmungsgemäßen Montagezustand der Signalleuchte an einem Fahrzeug die Hauptabstrahlrichtungen aller drei Hochleistungs-LEDs 12, 12' und 12'' und die optische Achse 22 in einer gemeinsamen, im wesentlichen horizontalen Ebene liegen. Damit werden die von den meisten Schienenfahrzeugbetreibern gestellten Anforderungen an die Erkennbarkeit eines Signallichts unter einem Winkel von etwa 45° zur Fahrtrichtung erfüllt.The main emission directions of the three high-power LEDs 12 . 12 ' and 12 '' are substantially parallel to the optical axis 22 of the optical component 16 , where the first high-power LED 12 on the optical axis 22 is arranged. The other two high-power LEDs 12 ' . 12 '' are so side by side on the optical axis 22 arranged first high-power LED 12 arranged that light is emitted at an angle of about 45 ° to the optical axis with a light intensity which is about 3-10%, preferably about 5-7% of the light intensity in the direction of the optical axis 22 radiated light, wherein in the intended mounting state of the signal light on a vehicle, the main emission directions of all three high-power LEDs 12 . 12 ' and 12 '' and the optical axis 22 lie in a common, substantially horizontal plane. This meets the requirements of most rail vehicle operators for the recognition of a signal light at an angle of approximately 45 ° to the direction of travel.

Das optische Bauelement 16 besteht vorzugsweise aus Polycarbonat, wobei die mit der Fresnelstruktur versehene Seite 18 des optischen Bauelements 16 vorzugsweise mikrostrukturiert ist, da mikrostrukturierte Fresnellinsen einen höheren Transmissionsgrad als gewöhnliche Fresnellinsen besitzen.The optical component 16 is preferably made of polycarbonate, wherein the side provided with the Fresnel structure 18 of the optical component 16 is preferably microstructured, since micro-structured Fresnel lenses have a higher transmittance than ordinary Fresnel lenses.

Die mit der Streustruktur versehene Seite 20 des optischen Bauelements 16 kann eine Vielzahl von Zylinderlinsenelementen oder Mikrovertiefungen aufweisen, die vorzugsweise streifenförmig untereinander angeordnet sind und zur Erzeugung des gewünschten Signalbildes beitragen. Sind die Zylinderlinsenelemente oder Mikrovertiefungen streifenartig untereinander angeordnet, wird die Anordnung vorzugsweise so getroffen, daß die Streifen im bestimmungsgemäßen Montagezustand der Leuchte parallel zueinander und im wesentlichen vertikal verlaufen. Dabei ist die Strukturierung vorzugsweise so fein, daß sie nur unter Vergrößerung erkannt werden kann und bei normaler Betrachtung lediglich ein Milchglaseffekt erkennbar ist.The side provided with the scattering structure 20 of the optical component 16 may comprise a plurality of cylindrical lens elements or micro-recesses, which are preferably arranged in strips with each other and contribute to the generation of the desired signal image. If the cylindrical lens elements or micro-recesses are arranged in strips like one another, the arrangement is preferably made such that the strips run parallel to each other and substantially vertically in the intended mounting state of the luminaire. In this case, the structuring is preferably so fine that it can be recognized only under magnification and only a frosted glass effect can be seen under normal observation.

Überraschend hat sich gezeigt, daß sich ein besonders gleichmäßiges Signalbild dann ergibt, wenn die mit der Streustruktur versehene Seite 20 des optischen Bauelements 16 den Hochleistungs-LEDs 12, 12' und 12'' zugewandt und die mit der Fresnelstruktur versehene Seite 18 des optischen Bauelements 16 den Hochleistungs-LEDs 12, 12' und 12'' abgewandt ist. Es ist auch möglich, das optische Bauelement gerade andersherum, also mit der Streustruktur auf der den LEDs abgewandten Seite zu verbauen, jedoch zeigt das Signalbild dann Nebenmaxima, was nicht gewünscht ist.Surprisingly, it has been found that a particularly uniform signal image results when the side provided with the scattering structure 20 of the optical component 16 the high power LEDs 12 . 12 ' and 12 '' facing and provided with the Fresnel structure side 18 of the optical component 16 the high power LEDs 12 . 12 ' and 12 '' turned away. It is also possible, the optical component just the other way around, so with the scattering structure on the side facing away from the LEDs to However, the signal image then shows secondary maxima, which is not desired.

Das optische Bauelement bildet mit der Fresnelstruktur eine Projektionslinse, wobei die Linse vorzugsweise in der Umgebung der optischen Achse einen sphärischen Bereich und einen den sphärischen Bereich umgebenden asphärischen Bereich besitzt. Die Hauptabstrahlrichtungen der LEDs 12' und 12'' verlaufen dann durch den asphärischen Bereich, während die Hauptabstrahlrichtungen der Hochleistungs-LEDs 12, 14 und 14' durch den sphärischen Bereich des optischen Bauelements 16 verlaufen.The optical component forms a projection lens with the Fresnel structure, the lens preferably having a spherical area and an aspherical area surrounding the spherical area in the vicinity of the optical axis. The main emission directions of the LEDs 12 ' and 12 '' then run through the aspheric area, while the main radiation directions of the high-power LEDs 12 . 14 and 14 ' through the spherical region of the optical component 16 run.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Projektionslinse eine Brennweite im Bereich von 80–120 mm und die Platine 10, die alle Hochleistungs-LEDs trägt, befindet sich in einem Abstand von etwa 20–120 mm zu dem optischen Bauelement 16. Wird die LED-Leuchte als Scheinwerfer oder als Kombi-Leuchte, die sowohl als Scheinwerfer als auch als Signalleuchte betrieben werden kann, ausgelegt, sollte sich die erste Hochleistungs-LED 12 im Bereich des Brennpunkts auf der optischen Achse 22 befinden. Bei Signalleuchten kann der Abstand der Platine 10 zum optischen Bauelement 16 deutlich geringer sein, womit sich Leuchten mit kleiner Bautiefe realisieren lassen. Für bestimmte Einsatzzwecke, aber auch, um vorteilhaft für verschiedene Schienenfahrzeugtypen lediglich einen Typ von LED-Leuchte vorhalten zu müssen, kann der Abstand der Platine und damit der LEDs zu dem optischen Bauelement 16 einstellbar sein, wozu optisches Bauelement 16 und Platine z. B. über Gewindebolzen oder Mikrometerschrauben miteinander verbunden sein können, was auch eine Feinjustierung der Leuchte erlaubt.In a preferred embodiment, the projection lens has a focal length in the range of 80-120 mm and the board 10 , which carries all the high-power LEDs, is located at a distance of about 20-120 mm from the optical device 16 , If the LED light is designed as a headlight or as a combination light that can be operated both as a headlight and as a signal light, the first high-performance LED should be installed 12 in the area of the focal point on the optical axis 22 are located. For signal lights, the distance of the board 10 to the optical component 16 be significantly lower, which can be realized with small luminaire depth. For certain purposes, but also to have to hold advantageous for different types of rail vehicles only one type of LED light, the distance between the board and thus the LEDs to the optical component 16 be adjustable, including optical component 16 and board z. B. can be connected to each other via threaded bolts or micrometer screws, which also allows fine adjustment of the lamp.

Bei typischen Ausführungsformen:

– sind die LEDs 12' und 12'' jeweils etwa zwischen 2 und 8 cm von der auf der optischen Achse 22 angeordneten LED 12 beabstandet,
– besitzt das optische Bauelement einen Durchmesser von etwa 120 und 200 mm und
– besitzt das optische Bauelement eine Dicke von etwa 1–2 mm, vorzugsweise etwa 1,5 mm.

In typical embodiments:

- are the LEDs 12 ' and 12 '' each about 2 to 8 cm from the on the optical axis 22 arranged LED 12 spaced,
- The optical component has a diameter of about 120 and 200 mm and
- The optical component has a thickness of about 1-2 mm, preferably about 1.5 mm.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die LEDs 12, 12' und 12'' der ersten Farbe in wenigstens zwei, vorzugsweise drei bis vier Betriebsmodi, in denen jeweils unterschiedliche Lichtstärken von den Hochleistungs-LEDs abgestrahlt werden, betreibbar. Damit läßt sich eine universell einsetzbare Kombi-Leuchte schaffen, die Funktionen wie Signallicht weiß, Signallicht weiß abgeblendet, Scheinwerfer und Scheinwerfer abgeblendet übernehmen kann. Vorteilhaft sind auch die LEDs 14 und 14' der weiteren Farbe in zumindest zwei unterschiedlichen Betriebsmodi betreibbar, so daß Funktionen wie Signallicht rot und Signallicht rot abgeblendet von der Leuchte übernommen werden können.In a preferred embodiment, the LEDs are 12 . 12 ' and 12 '' the first color in at least two, preferably three to four operating modes, in each of which different light intensities are radiated from the high-power LEDs, operable. This can create a universally applicable combination light that knows how functions such as signal light, signal light dimmed white, headlights and headlights can take dimmed. Also advantageous are the LEDs 14 and 14 ' the further color in at least two different operating modes operable so that functions such as signal light red and signal light red dimmed can be taken from the light.

Durch die spezielle Anordnung der LEDs 12, 12' und 12'' und der speziellen Ausbildung des optischen Elements 16 kann das Licht der genannten LEDs so gelenkt werden, daß – bei Einbau der Leuchte in ein Schienenfahrzeug – horizontal zur Fahrtrichtung gesehen ein Abstrahlwinkel von etwa 120° erreicht wird. In der Funktion Signallicht besitzt die Lichtstärke dabei ein stetiges Maximum von etwa 700 cd in einem Abstrahlwinkelbereich von etwa 30° parallel zur Fahrtrichtung, wobei unter einem Winkel von 45° horizontal zur Fahrtrichtung immer noch Lichtstärken zwischen etwa 20 und 40 cd erreicht werden, ohne daß lokale Maxima der Lichtstärke auftreten.Due to the special arrangement of the LEDs 12 . 12 ' and 12 '' and the special design of the optical element 16 the light of said LEDs can be steered so that - when the lamp is installed in a rail vehicle - seen horizontally to the direction of travel, an emission angle of about 120 ° is reached. In the signal light function, the light intensity has a steady maximum of about 700 cd in a beam angle of about 30 ° parallel to the direction of travel, at an angle of 45 ° horizontally to the direction of travel light levels between about 20 and 40 cd are still achieved without local maxima of light intensity occur.

Die o. g. besondere Ausgestaltung der Linse hat zusätzlich zur Erzielung der gewünschten Lichtverteilung den vorteilhaften Nebeneffekt, daß weder die Platine 10 noch die LEDs von außen sichtbar sind, und zwar weder im ausgeschalteten noch im eingeschalteten Zustand, was von den meisten Kunden aus ästhetischen Gründen gewünscht wird.The above-mentioned special embodiment of the lens has in addition to achieving the desired light distribution the advantageous side effect that neither the board 10 the LEDs are still visible from the outside, neither in the off state nor in the on state, which is desired by most customers for aesthetic reasons.

Je nach Anwendung kann es vorteilhaft sein, die LED-Leuchte auch nur mit einer der Hochleistungs-LEDs 12' oder 12'' zu versehen, z. B. bei Hochgeschwindigkeitszügen, wo aufgrund des aerodynamischen Aufbaus des Zuges in der Regel bei Betrachtung unter einem Winkel von 45° horizontal zur Fahrtrichtung ohnehin nur eine Leuchte sichtbar ist, da die andere von der Nase des Zuges abgedeckt wird. Die Leuchten werden in einem solchen Fall so aufgebaut, daß neben der Hochleistungs-LED 12 nur diejenige der Hochleistungs-LEDs 12' oder 12'' vorhanden ist, die für das in Fahrtrichtung gesehen ”nach außen” abstrahlende Licht verantwortlich ist. Die andere Hochleistungs-LED, die für das in Fahrtrichtung gesehen ”nach innen” abstrahlende Licht verantwortlich wäre, kann entfallen.Depending on the application, it may be advantageous, the LED light with only one of the high-power LEDs 12 ' or 12 '' to provide, for. As in high-speed trains, where due to the aerodynamic design of the train usually when viewing at an angle of 45 ° horizontally to the direction anyway only one light is visible because the other is covered by the nose of the train. The lights are constructed in such a case that in addition to the high-power LED 12 only the one of the high power LEDs 12 ' or 12 '' is present, which is responsible for the seen in the direction of travel "outward" radiating light. The other high-performance LED, which would be responsible for the "inward" seen in the direction of travel light radiating, can be omitted.

Wie bereits erwähnt, sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel neben den LEDs 12, 12' und 12'' zwei Hochleistungs-LEDs 14 und 14' einer zweiten Farbe, z. B. rot, angeordnet, deren Hauptabstrahlrichtungen ebenfalls im wesentlichen parallel zur optischen Achse 22 verlaufen. Die Hochleistungs-LEDs 14 und 14' sind vorzugsweise relativ dicht beieinander angeordnet, um die Bildung von zwei lokalen Maxima zu vermeiden. Typischerweise sind die LEDs 14 und 14' etwa 1–2 cm voneinander beabstandet angeordnet. Durch diese besondere Anordnung der Hochleistungs-LEDs wird auch das Licht des zweiten Stranges besonders gleichmäßig ausgestrahlt und ist von außen gut sichtbar.As already mentioned, in the embodiment shown, in addition to the LEDs 12 . 12 ' and 12 '' two high-power LEDs 14 and 14 ' a second color, z. B. red, whose Hauptabstrahlrichtungen also substantially parallel to the optical axis 22 run. The high power LEDs 14 and 14 ' are preferably arranged relatively close together to avoid the formation of two local maxima. Typically, the LEDs are 14 and 14 ' 1-2 cm apart. Due to this special arrangement of the high-power LEDs, the light of the second strand is emitted evenly and is clearly visible from the outside.

Die Platine 10 ist vorzugsweise als Metallkernplatine ausgebildet und trägt auch einen nicht gezeigten Schaltkreis zur Versorgung und Steuerung der Hochleistungs-LEDs.The board 10 is preferably formed as a metal core board and also does not wear one shown circuit for supplying and controlling the high-power LEDs.

Wie in der 2 angedeutet, kann die Signalleuchte weitere Hochleistungs-LED-Stränge anderer Farben aufweisen. Vorzugsweise umfassen die zusätzlichen Hochleistungs-LED-Stränge aus jeweils zwei Hochleistungs-LEDs 24 und 24', 26 und 26' sowie 28 und 28', die punktsymmetrisch zur Hauptabstrahlrichtung der Hochleistungs-LED 12' angeordnet werden. Denkbar sind z. B. LEDs 24, 24' einer dritten Farbe, z. B. blau, aber auch LEDs 26 und 26' einer vierten Farbe, z. B. grün, und LEDs 28, 28' einer fünften Farbe. Auch können bei dieser Anordnung die LEDs 14 und 14' entfallen, wenn deren Farbe, z. B. rot, von z. B. den LEDs 28 und 28' realisiert wird, da die Anordnung der LEDs der zweiten und jeder weiteren Farbe ober- und unterhalb der durch die LEDs der ersten Farbe definierten Linie vorteilhaft sichtbare Nebenmaxima in der horizontalen Lichtverteilung vermeidet.Like in the 2 indicated, the signal light may have other high-power LED strands of other colors. Preferably, the additional high-power LED strings each comprise two high-power LEDs 24 and 24 ' . 26 and 26 ' such as 28 and 28 ' , the point-symmetrical to the main emission direction of the high-power LED 12 ' to be ordered. Conceivable z. B. LEDs 24 . 24 ' a third color, z. B. blue, but also LEDs 26 and 26 ' a fourth color, z. B. green, and LEDs 28 . 28 ' a fifth color. Also, in this arrangement, the LEDs 14 and 14 ' omitted if their color, z. B. red, z. As the LEDs 28 and 28 ' is realized, since the arrangement of the LEDs of the second and each further color above and below the defined by the LEDs of the first color line advantageously visible secondary maxima in the horizontal light distribution avoids.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die für den Fachmann durch Anwendung seiner Kenntnisse realisierbar sind, ohne den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich der Erfindung zu verlassen. Auch kann die Leuchte in abgewandelter Form auf anderen Gebieten mit ähnlichen Problemen eingesetzt werden, z. B. zur Lösung bestimmter Ausleuchtungsproblematiken bei Gebäuden und Anlagen wie z. B. Häfen und Flughäfen, aber auch Seezeichen und Schiffen.Within the scope of the inventive concept, numerous modifications and developments are possible, which can be realized by the skilled person by applying his knowledge, without departing from the scope of the invention defined by the claims. Also, the lamp can be used in a modified form in other areas with similar problems, eg. B. to solve certain illumination problems in buildings and facilities such. As ports and airports, but also seafaring and ships.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006051542 A1 [0007]

Claims

LED light, in particular for rail vehicles, in particular LED light for use as a signal light and / or as a headlight, comprising: - an optical system with a projection function and a scattering function and - a first high-power LED ( 12 ) of a first color, characterized in that - a disc-shaped optical component ( 16 ) with an optical axis ( 22 ) and two substantially parallel sides ( 18 . 20 ), one page ( 18 ) of the optical component ( 16 ) is provided with a Fresnel lens structure, - the other side ( 20 ) of the optical component ( 16 ) is provided with a scattering structure, - wherein the first high-power LED ( 12 ) on the optical axis ( 22 ) of the optical component ( 16 ) of the lens is arranged and - wherein at least one further high-power LED ( 12 ' . 12 '' ) of the first color at a distance such as laterally adjacent to the first high-power LED ( 12 ) is arranged such that in operation of said high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) Light at an angle of about 45 ° to the optical axis ( 22 ) is radiated with a light intensity which is about 3 to 10%, preferably about 5-7% of the light intensity of the optical axis ( 22 ) emitted light.

LED lamp according to claim 1, characterized in that the side provided with the scattering structure ( 20 ) of the optical component ( 16 ) the high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) and provided with the Fresnel structure side ( 18 ) of the optical component ( 16 ) the high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) is turned away.

LED luminaire according to claim 1 or 2, characterized in that the as scattering structure on the optical component ( 16 ) is formed by strip-like mutually arranged microwells, in particular embossed microwells.

LED luminaire according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the Fresnel structure forms a projection lens with a spherical area in the vicinity of the optical axis and an aspherical area surrounding the spherical area, the at least one further high-power LED ( 12 . 12 ' . 12 '' ) of the first color, viewed parallel to the optical axis, behind the aspheric region of the optical component ( 16 ) is arranged.

LED luminaire according to claim 4, characterized in that the projection lens has a focal length in the range of 80-120 mm and the high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) of the first color are arranged in a plane which is at a distance of about 20-120 mm to the optical component ( 16 ) is located.

LED luminaire according to claim 5, characterized in that the spacing of the high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) to the optical component ( 16 ) is adjustable.

LED lamp according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one further high-power LED ( 12 ' . 12 '' ) of the first color between about 2 and 8 cm from the first high-power LED ( 12 ) of the first color is spaced.

LED luminaire according to one of claims 1 to 7, characterized in that three high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) of the first color are provided, the high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) are preferably arranged on a in the intended installation state of the LED light substantially horizontal line.

LED luminaire according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the high-power LEDs ( 12 . 12 ' . 12 '' ) of the first color in at least two, preferably three to four operating modes, in each of which different light intensities are radiated from the high-power LEDs, can be operated.

LED luminaire according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least two, preferably in each case exactly two high-power LEDs ( 14 . 14 '; 24 . 24 '; 26 . 26 '; 28 . 28 ' ) are provided at least one other color.

LED luminaire according to claim 10, characterized in that the high-power LEDs ( 14 . 14 '; 24 . 24 '; 26 . 26 '; 28 . 28 ' ) of any further color near the first high power LED ( 12 ) of the first color are arranged.

LED luminaire according to claim 10 or 11, wherein two LEDs ( 24 . 24 '; 26 . 26 '; 28 . 28 ' ) of at least one further color and three LEDs arranged on a substantially horizontal line in the intended installation state ( 12 . 12 ' . 12 '' ) of the first color, characterized in that in each case a high-power LED ( 24 ; 26 ; 28 ) of each additional color above and the other high-power LED ( 24 ' . 26 ' . 28 ) of the respective further color below the substantially horizontal line and are arranged symmetrically relative to the substantially horizontal line.

Optical component ( 16 ) for an LED signal light and / or a LED headlight in particular a rail vehicle, characterized in that - the optical component is disc-shaped with two substantially mutually parallel sides, - wherein one side ( 18 ) of the optical component ( 16 ) with a Fresnel lens structure and - the other side ( 20 ) of the optical component ( 16 ) is provided with a scattering structure.

Optical component according to claim 13, characterized by at least one of the following features: The Fresnel structure forms a projection lens with a focal length of 80-120 mm, The optical component has a diameter of about 140-200 mm, The optical component has a thickness of about 1-2 mm, preferably about 1.5 mm, - The scattering structure is formed by preferably embossed strip-shaped mutually arranged microwells.

Rail vehicle, characterized in that it comprises at least one LED lamp according to one of claims 1 to 12.